
脂肪组织(Adipose tissue)不仅是能量储存器官,更是活跃的内分泌和代谢调节者。脂肪组织主要是由成熟的脂肪细胞(Adipocytes)组成,而成熟的脂肪细胞是由脂肪前体细胞(Adipose Precursor Cells,APCs)分化而来。脂肪前体细胞会影响脂肪组织的动态平衡,在肥胖(Obesity)及代谢性疾病中发等病理过程中发挥重要作用。同时,脂肪前体细胞在组织修复、脂肪移植和再生医学等领域也具有重要的研究价值。而随着siRNA等小核酸药物的快速发展,科学家们对于siRNA疗法在脂肪组织代谢相关疾病的研究也显示出了极大的热情,而脂肪前体细胞可作为脂肪组织siRNA靶向递送研究的重要工具。总之,脂肪前体细胞在生物医学方面具有广泛的应用潜力。本文简要介绍脂肪前体细胞的特点及功能,以供参考。
图片来源:网络
01
脂肪前体细胞的生物学特性
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脂肪前体细胞(Adipose Precursor Cells,APCs),又称前脂肪细胞(Preadipocytes),是脂肪细胞的祖细胞,属于间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)的分化谱系,可由脂肪干细胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)分化而来。APCs具有自我更新能力和向成熟脂肪细胞(Adipocytes)分化的潜能。APCs通常呈成纤维细胞样,细胞体积较小,胞质内无明显脂滴。APCs表达特定的表面标记物,比如CD29、CD44、PDGFRα、DLK1等,但不表达成熟脂肪细胞的特征性蛋白(如脂联素、瘦素等)。多数脂肪前体细胞来源于胚胎发育时期的中胚层间充质干细胞,脂肪组织中的血管周围细胞(如周细胞)、基质血管成分(stromal vascular fraction,SVF)等部位也存在脂肪前体细胞。

前脂肪细胞(来源:网络)
在未分化状态下,脂肪前体细胞可通过有丝分裂进行增殖,扩大细胞数量。当受到激素(如胰岛素、糖皮质激素)、细胞因子(如PPARγ激动剂)或环境因素(如高脂饮食)刺激时,会启动脂肪前体细胞分化(Adipose Precursor Cell Differentiation)程序,逐步形成成熟脂肪细胞,这一过程称为脂肪生成(Adipogenesis),主要分为以下阶段:
谱系决定阶段:间充质干细胞向脂肪前体细胞谱系定向分化,受PPARγ、C/EBP家族等转录因子调控。
克隆扩增阶段:脂肪前体细胞在生长因子(如胰岛素、IGF-1)的刺激下进行增殖。
终末分化阶段:细胞停止增殖,开始表达脂肪细胞特异性基因(如PPARγ、aP2、LPL 等),胞质内逐渐积累脂滴,最终形成成熟脂肪细胞。
该过程中的关键调控因素有:
①PPARγ:过氧化物酶体增殖物激活受体γ,是脂肪分化的主要调控因子,激活后可启动一系列脂肪细胞基因的表达。
②C/EBPα:与PPARγ协同作用,促进脂肪细胞的终末分化。
③Wnt/β-catenin:抑制PPARγ表达,维持脂肪前体细胞的未分化状态。
02
脂肪前体细胞的功能
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脂肪前体细胞(APCs)在脂肪组织的发育、维持及代谢调节中扮演着关键角色。
1. 脂肪组织发育与维持:
在胚胎发育和成年期,脂肪前体细胞分化为成熟脂肪细胞,维持脂肪组织的容量和结构。
2. 代谢调节:
分化后的脂肪细胞可储存能量(以甘油三酯形式),并通过分泌脂肪因子(如脂联素、瘦素)参与糖、脂代谢调节。
3. 病理生理作用:
肥胖:当能量摄入过剩时,脂肪前体细胞过度增殖和分化,导致脂肪组织扩张,可能引发肥胖及相关代谢疾病。
糖尿病:脂肪细胞功能异常(如脂联素分泌减少)与胰岛素抵抗(Insulin resistance)的发生密切相关。
其他疾病:脂肪前体细胞的异常分化可能参与动脉粥样硬化、非酒精性脂肪肝等疾病的发生。
03
脂肪前体细胞的研究与应用
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脂肪前体细胞(APCs)为研究肥胖及代谢性疾病的分子途径并确定新的治疗方式,提供了非常重要的体外细胞模型。siRNA等小核酸药物的快速发展为肥胖等疾病治疗提供了新的突破和希望,而APCs可用于脂肪组织siRNA靶向递送研究。此外,APCs在组织修复、脂肪移植和再生医学等领域也具有重要的研究价值。未来,通过类器官(Organoids)、单细胞测序及基因编辑等技术的交叉融合,脂肪前体细胞的应用前景将更加广阔。
1. 肥胖与代谢性疾病:APCs功能失调可导致脂肪组织功能异常,诱发胰岛素抵抗和2型糖尿病(type 2 diabetes);研究脂肪前体细胞的分化机制,寻找调控脂肪细胞数量和功能的靶点,为肥胖及糖尿病的治疗提供新思路。
2. 干细胞疗法与再生医学:APCs具有易于获取和体外扩增的特点,在组织工程和再生医学中有潜在应用价值,如用于脂肪移植、创伤修复、软组织填充、抗衰老等研究。
3. 药物筛选:利用脂肪前体细胞分化模型,筛选具有调节脂肪分化功能的药物或天然化合物。
4.脂肪组织siRNA靶向递送:相较于传统的治疗方式,siRNA等小核酸药物可沉默相关疾病靶基因的表达,从源头进行干预,为肥胖及代谢疾病研究提供了全新思路。靶器官的精准递送是小核酸药物临床转化的核心挑战,其突破依赖于递送系统的创新设计和技术优化。脂肪前体细胞是脂肪组织siRNA靶向递送系统研究的重要工具,可为肥胖及代谢疾病的siRNA疗法奠定基础。
04
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综上所述,脂肪前体细胞(APCs)是脂肪组织动态平衡的基础,其分化过程受精密调控,与肥胖及代谢疾病密切相关,其有可能作为代谢疾病有效的治疗靶点。因此,深入研究脂肪前体细胞对于揭示肥胖、糖尿病等代谢疾病的发病机制和开发新的治疗策略具有重要意义。鉴于此,IPHASE作为体外研究生物试剂引领者,凭借先进的设备、专业的技术人员和多年研发经验,成功研发出人、猴、犬、大鼠及小鼠等多种属的脂肪前体细胞,以及脂肪前体细胞培养基、脂肪细胞分化培养基、脂肪细胞维持培养基、基础培养基和脂肪前体细胞冻存液等配套产品,助力客户进行肥胖及代谢疾病药物开发等研究。

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